JP2010145867A - Advancing direction determination system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、視覚障害者の進行方向を判断して歩行支援するための進行方向判断システムに関する。 The present invention relates to a travel direction determination system for assisting walking by determining the travel direction of a visually impaired person.
従来の視覚障害者の歩行支援システムとして、歩行者が有するICタグなどの情報発信部からの情報を予め道路に設置された読み取り部で検知することにより、歩行者の有無や歩行者の属性を判断し、視覚障害者が存在した場合に、道路に設置された誘導灯や照明灯などを点灯制御して、歩行支援する歩行者用照明システムが知られている(特許文献1参照)。また、道路の対向位置にカメラを設置し、カメラに写った映像の中で輝度の高い線分を検出して視覚障害者の白杖とみなし、視覚障害者の服の色や背の高さなどの特徴情報に基いて視覚障害者を追跡するシステムが知られている(特許文献2参照)。 As a conventional walking support system for visually handicapped persons, by detecting information from an information transmitting unit such as an IC tag possessed by a pedestrian by a reading unit installed on the road in advance, the presence or absence of the pedestrian and the attributes of the pedestrian are determined. A lighting system for pedestrians that assists walking by controlling lighting of a guide light or an illumination light installed on a road when a visually impaired person is determined is known (see Patent Document 1). In addition, a camera is installed at the opposite position of the road, and a high-luminance line segment is detected in the image captured by the camera and regarded as a white cane for the visually impaired. A system for tracking a visually impaired person based on such feature information is known (see Patent Document 2).
しかしながら、上記特許文献1に示されるシステムにおいては、対象となる視覚障害者がICタグなどの情報発信部を携帯する必要があり、システムが複雑で有ると共に、ICタグを有していない場合は、システムが作動しない。また、ICタグでは、歩行者が立ち止まった場合に、歩行者の移動方向を検知することが難しい。また、上記特許文献2に示されるシステムにおいては、輝度の高いものを白杖と検出するため、例えば、視覚障害者の服装が白い色の場合などでは、白杖の検出が困難となり、視覚障害者を判定することが難しい。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、視覚障害者の進行方向を判断して歩行支援する進行方向判断システムにおいて、ICタグなどの情報媒体を対象者に持たせる必要をなくし、また、輝度により白杖を検知するのでなく、対象者が所持する白杖の画像パターンに基づいて、視覚障害者の進む方向を容易、かつ的確に判断することができる進行方向判断システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is necessary for the subject to have an information medium such as an IC tag in a traveling direction determination system that assists walking by determining the traveling direction of a visually impaired person. In addition, the moving direction determination system can easily and accurately determine the direction of the visually impaired person based on the image pattern of the white cane possessed by the subject, instead of detecting the white cane by brightness. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために請求項1の発明は、画像センサと、前記画像センサによる検知結果に基づいて移動体の進行方向を判断する制御部とを有する進行方向判断システムであって、前記制御部は、前記画像センサによる検知画像の中から人と判断される画像パターンを認識し、さらに、当該画像パターンから延出する棒状パターンが認識されたとき、前記棒状パターンが延出する方向を視覚障害者が進行する方向であると判断するものである。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項2の発明は、請求項1の進行方向判断システムにおいて、前記制御部は、前記棒状パターンの時間的変化が予め定められた周期以下の振り子状の変位となることを検知しなかった場合には、前記画像パターンに係る人を視覚障害者ではないと判断するものである。 According to a second aspect of the present invention, in the traveling direction determination system according to the first aspect, the control unit does not detect that the temporal change of the rod-shaped pattern is a pendulum-like displacement having a predetermined period or less. The method determines that the person related to the image pattern is not visually impaired.
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の進行方向判断システムにおいて、
通路に沿って配設された点灯により誘導表示する複数の誘導表示部を、さらに備え、前記制御部は、前記棒状パターンにより視覚障害者を認識したとき、視覚障害者が進行する方向の前記誘導表示部を点灯、又はその光出力を増加させるものである。
The invention of
A plurality of guidance display units that are guided and displayed by lighting along the passage, and the control unit recognizes the visually impaired person in the direction in which the visually impaired person proceeds when the visually impaired person is recognized by the bar-shaped pattern; The display unit is turned on or its light output is increased.
請求項4の発明は、請求項3に記載の進行方向判断システムにおいて、歩行者用の照明器具を、さらに備え、前記制御部は、前記棒状パターンにより視覚障害者を認識したとき、前記照明器具の光出力を減少させるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the traveling direction determination system according to the third aspect, the luminaire for a pedestrian is further provided, and when the control unit recognizes a visually impaired person by the bar-shaped pattern, the luminaire is provided. The light output is reduced.
請求項1の発明によれば、対象者が所持する白杖の画像パターンに基づいて視覚障害者を検知し、白杖の方向により視覚障害者の進行方向を判断できるので、輝度により白杖を検知して方向を判断する場合に比べて精度良く判断することができる。従って、ICタグなどの情報媒体を対象者に持たせる必要がなくなり、視覚障害者の進む方向を容易、かつ、的確に判断することができる。これにより、誘導灯を設置して少なくとも残存視覚を有して誘導表示を視認できる視覚障害者を誘導する場合に、視覚障害者の進行方向に合わせて誘導灯を点灯することができ、視覚障害者の移動を効果的に支援することができる。 According to the first aspect of the present invention, the visually impaired person can be detected based on the image pattern of the white cane possessed by the subject and the traveling direction of the visually impaired person can be determined by the direction of the white cane. Compared to the case of detecting and determining the direction, the determination can be made with higher accuracy. Therefore, it is not necessary for the subject to have an information medium such as an IC tag, and the direction in which the visually impaired person travels can be determined easily and accurately. As a result, when guiding a visually handicapped person who can install a guide light and have at least residual vision and can visually recognize the guidance display, the guide light can be turned on according to the traveling direction of the visually handicapped person. Can be effectively supported.
請求項2の発明によれば、白杖の動き情報を追加して判断することにより、視覚障害者でない人が視覚障害者と誤って判断されることを避けることができるので、視覚障害者の検知精度が向上する。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to avoid a person who is not visually impaired from being erroneously determined as a visually impaired person by adding the movement information of the white cane. Detection accuracy is improved.
請求項3の発明によれば、視覚障害者が進行する方向の誘導表示部を視認し易くなるので、その歩行を効果的に支援することができる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、誘導表示部を点灯した状態で照明器具からの光を低下させることができるので、周囲の明るさに対する誘導表示部の明るさの輝度比を高めることができ、視覚障害者の誘導表示部に対する視認性が向上する。
According to the invention of
以下、本発明の第1の実施形態に係る進行方向判断システムについて、図面を参照して説明する。図1は本実施形態の進行方向判断システムの構成を示し、図2は進行方向判断システムの主要な構成要素の配置例を示す。 Hereinafter, a traveling direction determination system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of the traveling direction determination system of the present embodiment, and FIG. 2 shows an arrangement example of main components of the traveling direction determination system.
図1に示すように、進行方向判断システムは、外部画像を検知するためのカメラ部1(画像センサ)と、カメラ部1による検知結果に基づいて人(移動体)の進行方向を判断すると共に、システム全体を制御する制御部2と、制御部2により視覚障害者を誘導するために点灯制御される誘導表示部3とを備える。ここでは、視覚障害者は、少なくとも残存視覚を有して誘導表示部3からの誘導表示を視認できることを前提とする。
As shown in FIG. 1, the traveling direction determination system determines a traveling direction of a person (moving body) based on a camera unit 1 (image sensor) for detecting an external image and a detection result by the
カメラ部1は、人が歩行する通路に向けられており、歩行者の画像をほぼ連続的に撮影する。また、カメラ部1は誘導表示部3の個々に対応して設置されていてもよいし、図1のように誘導表示部3の数量と対応していなくても構わない。
The
制御部2は、カメラ部1で検知された外部画像情報を基に画像データの画像処理を行う画像処理部21と、画像処理部21で画像処理した画像データやパターン認識用の画像データ等を記憶する記憶部22と、通信部23とを有する。制御部2は、画像処理部21によるカメラ部1で検知された画像データの画像処理の結果を基に視覚障害者の進行方向を判断し、誘導表示部3を点灯制御するための点灯制御信号を出力する。
The
画像処理部21は、複数のカメラ部1と有線又は無線の通信ラインで接続され、各カメラ部1から送られる検知画像を画像処理する。通信部23は、各カメラ部1からの検知画像を受けて、検知画像データを画像処理部21に伝達すると共に、制御部2からの点灯制御信号を誘導表示部3に送出する。なお、ここでは、各カメラ部1に対して制御部2を共通としたが、カメラ部1ごとに制御部2を設置し、制御部2同士を有線又は無線の通信回線で結んで互いの制御部2を連携させて画像処理し、システム全体を制御してもよい。また、制御部2は、カメラ部1の筺体に内蔵したタイプでもよいし、カメラ部1とは別筺体としてもよい。
The
ここで、制御部2は、カメラ部1により得られた検知画像の中から人と判断される画像パターンを認識する。この画像パターンの認識は、人の頭と推定されるパターンを抽出することにより行う。カメラ部1は、歩行者の頭上から撮影するので、頭の上面の外郭形状が撮影される。例えば、画像処理部21により輪郭検出等の画像処理を行うことにより得られた画像パターンのうち、略円形のパターンを抽出して、予め記憶部22に記憶された人の頭の外郭形状に近い人頭状の円形パターンと比較することにより、人の頭と推定する。このとき、画像の色は問わない。
Here, the
誘導表示部3は、調光可能なLEDや白熱灯などの光源30を有する。光源30は1灯で調光してもよいし、複数灯を組込み、幾つかを点滅させることにより点灯制御される光出力の総量を変化させることにより調光しても構わない。
The
本実施形態の進行方向判断システムにおける各部の配置は、例えば、図2に示されるように、カメラ部1a、1b、1c(総称してカメラ部1という)は歩道脇の建物100の地上から数メートルの高さの壁に所定の間隔で取り付けられ、カメラ部1直下の近傍のある範囲を移動する歩行者Mを略頭上から撮影するように向けられている。
For example, as shown in FIG. 2, the arrangement of each part in the traveling direction determination system according to the present embodiment includes
また、誘導表示部3は視覚障害者が進み易いように、歩道と車道の境目に沿う縁石上に一定間隔に設けられる縁石用の誘導灯31(31a乃至31g)や、建物100の角(又は歩道の曲り角)に設けられるコーナ用の誘導灯32や、建物の入口のドア周辺に設けられるドア用の誘導灯33などを備えている。これら各種誘導灯は、上記各場所以外に歩道の街灯柱や、植栽場所や、ローポール柱などに設置してもよい。
In addition, the
ここでは、制御部2は検知画像によって歩道に視覚障害者M1がいると判断した場合は、誘導表示部3を点灯、または、その光出力を増加させる。例えば、図2において、カメラ部1aで視覚障害者M1の進行方向を検知すると、進行方向の誘導灯31b〜31d、誘導灯32を点灯し、進行しない方向の誘導灯31aを消灯する。さらに、カメラ部1bで視覚障害者M1の進行方向を検知すると、進行方向の誘導灯31e〜31g、及び建物の入口の誘導灯33を点灯し、通り過ぎた各誘導灯31b〜31d及び誘導灯32を消灯する。
Here, when the
また、これら誘導灯31a〜31g、誘導灯32及び誘導灯33は、それぞれ設置される通路エリア(歩行道路)と非通路エリア(縁石、植栽、壁など)との境界部分を示す表示サインとして発光される。
In addition, the guide lights 31a to 31g, the
ここで、図3を参照して、カメラ部1により得られた検知画像に基づく視覚障害者の進行方向の検知について説明する。図3(a)は、図3(c)に示す白杖を持って歩行している視覚障害者M1の検知画像7aを示し、図3(b)は、図3(d)に示す一般の杖使用者M2の検知画像7bを示す。
Here, with reference to FIG. 3, the detection of the advancing direction of a visually impaired person based on the detection image obtained by the
図3(a)の検知画像7aに示されるように、視覚障害者M1が検知されたときは、その頭の円形画像の前に杖を持つ腕のリスト部M11と白杖11の各画像が互いに隣接して位置する。これは、図3(c)に示すように、視覚障害者M1は通常、リスト部M11を延ばし、さらに白杖11の先端を体よりも前方に出して使用することによる。ここでは、頭の円形画像から延出する棒状パターン71aを抽出する。この棒状パターン71aはリスト部M11と白杖11を含むが、棒状パターン71aの先端部分は、白杖11の形状に対応する所定の長さ範囲の細い棒状のパターンとなっている。
As shown in the
また、図3(b)の検知画像7bに示されるように、一般の杖使用者M2が検知された場合は、その頭の円形画像の前には杖12を持つ腕のリスト部M21の画像のみが位置し、上記円形画像から延出するリストパターン71bには、杖12の先端の頭部分しか見えない。これは、図3(d)に示すように、一般の杖使用者M2は通常、杖12を体を支えるために使用し、体の前に出さないことによる。このため、白杖11に相当する細い棒状パターンは検知されない。
Also, as shown in the
従って、人の頭の円形画像を検知して、それに隣接する棒状パターン71aとを検知することにより、視覚障害者M1が判断され、視覚障害者M1の頭の中心付近から白杖11の延びる方向が視覚障害者M1の進行方向と判断される。なお、白杖11の検出において、棒状パターン71aを人の頭の円形画像からリスト長に相当する所定の距離以上だけ離れた範囲で検出することにより、リスト部M11を除き、白杖11の棒状パターンのみを検出するようにしてもよい。
Therefore, by detecting a circular image of a person's head and detecting a bar-shaped
このように、本実施形態の進行方向判断システムによれば、対象者が所持する白杖11の画像パターンに基づいて視覚障害者M1を検知し、白杖11の方向により視覚障害者M1の進行方向を判断することができるので、輝度により白杖11を検知して進行方向を判断する場合に比べて精度良く判断することができる。従って、ICタグなどの情報媒体を対象者に持たせる必要がなくなり、視覚障害者M1の進む方向を容易、かつ、的確に判断することができる。これにより、誘導表示部3を設置して視覚障害者M1を誘導する場合に、視覚障害者M1の進行方向に合わせて誘導表示部3を点灯することができ、視覚障害者M1の移動を効果的に支援することができる。また、視覚障害者M1が移動方向しない方向にある誘導表示部3を消灯又は減光することにより、省電力化できる。
As described above, according to the traveling direction determination system of the present embodiment, the visually impaired person M1 is detected based on the image pattern of the
次に、上記実施形態の変形例について、図4を参照して説明する。図4は白杖11の動かして歩く視覚障害者M1の画像検知パターンを示す。本実施形態は、カメラで検知された棒状パターン71aの時間的変化が予め定められた周期以下の振り子状の変位となることを検知しなかった場合には、画像パターンに係る人を視覚障害者M1ではないと判断するものである。なお、図4において、破線は振り子状の変位があったとした場合を示している。
Next, a modification of the above embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows an image detection pattern of the visually handicapped person M1 who moves while the
図4に示すように、通常、視覚障害者M1は、前方の障害物の有無を確認するため、白杖11を横方向に振り子のように振りながら移動する。この振り子の周期は人によって異なるが、略1秒以上の周期で略規則的に変動する。ここでは、記憶部22に記憶されている視覚障害者M1の画像パターンから数秒間における連続する複数枚の画像パターンを順次比較する。
As shown in FIG. 4, the visually handicapped person M1 usually moves while swinging the
このとき、各画像パターンから抽出された棒状パターン71aの時間的変化が、予め定められた周期以下の振り子状の変位となることが検知されかった場合には、画像パターンに係る人を視覚障害者M1ではないと判断される。また、棒状パターン71aが振り子状に移動していた場合には、視覚障害者M1と判断され、誘導表示部3が点灯される。
At this time, if it is not detected that the temporal change of the rod-
このように、上記のような白杖11の動き情報を追加して判断することにより、視覚障害者M1でない人が誤って視覚障害者M1と判断されることを避けることができるので、視覚障害者M1の検知精度が向上する。例えば、一般の杖使用者M2が一時的に頭の前方に杖12を出した場合などにおいては、視覚障害者M1と誤認する可能性があったが、このような誤認を抑制することができる。
In this way, by adding and determining the movement information of the
次に、本発明の第2の実施形態における進行方向判断システムについて、図5及び図6を参照して説明する。図5は本実施形態における進行方向判断システムの構成を示し、図6は本進行方向判断システムの主要部の配置状態を示す。本実施形態は、歩行者用の照明器具4を、さらに備え、制御部2は、棒状パターンにより視覚障害者を認識したとき、照明器具4を消灯、又はその光出力を減少させるものである。
Next, a traveling direction determination system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows a configuration of the traveling direction determination system in the present embodiment, and FIG. 6 shows an arrangement state of main parts of the traveling direction determination system. This embodiment further includes a
図5に示すように、本実施形態の進行方向判断システムにおいて、照明器具4は制御部2により点灯制御されるLEDや白熱球等よりなる光源41を有する。照明器具4は、図6に示すように、一般の歩行者用の照明器具4は道路に沿って建物100の壁や、街灯柱、及び電柱等に配設されると共に、視覚障害者M1に付き添う人のために誘導表示部3と近い場所に位置されている。また、照明器具4の照射範囲は、カメラ部1の画像検知範囲より広くしている。なお、照明器具4と誘導表示部3の数は同数でなくてもよい。
As shown in FIG. 5, in the traveling direction determination system of the present embodiment, the
ここでは、制御部2は、視覚障害者M1が検知されたときに、誘導表示部3を点灯、又はその光出力を増加させる一方、照明器具4を消灯、又はその光出力を減少させるように誘導表示部3及び照明器具4を点灯制御する。通常、視覚障害者M1は周囲が明るいと誘導表示部3に対する視認性が確保し難く、誘導表示部3と別の照明器具4のような発光体があると、その発光体を誘導表示部3と誤認する可能性がある。
Here, when the visually impaired person M1 is detected, the
本実施形態においては、視覚障害者M1が検知されたとき、誘導表示部3を点灯、又は光出力を増加させた状態で、照明器具4からの照明光の光出力を減少させてその周囲を暗くさせるので、周囲の明るさに対する誘導表示部3の明るさの輝度比を高めることができ、視覚障害者M1の誘導表示部3に対する視認性が向上する。従って、視覚障害者M1が照明器具4を誘導表示部3と誤認することを抑制することができる。
In the present embodiment, when the visually impaired person M1 is detected, the light output of the illuminating light from the
なお、本発明は上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態において、棒状パターンの検出時に、棒状パターン又はその先端部のそれぞれの色又は輝度を検知し、検知された色が白色又は輝度が所定値以上の明るさであれば、白杖と判断して視覚障害者を検知し、棒状パターンによる検知と色又は輝度による検知とを組み合わせてもよい。また、視覚障害者の動きの記憶画像を基に、画像処理により白杖の移動する方向を時間的に比較して視覚障害者の進行方向を検出してもよい。また、上記第2の実施形態において、カメラを照明器具が装着された街灯柱の上部に設置し、街灯柱の下部位置及び道路沿いに配設されたローポールに誘導表示部を設置する構成として、視覚障害者の進行方向を検知したときに誘導表示部及び照明器具を順次点灯制御してもよい。 In addition, this invention is not limited to the structure of the said embodiment, A various deformation | transformation is possible suitably in the range which does not change the meaning of invention. For example, in the above embodiment, when detecting a bar-shaped pattern, the color or brightness of each of the bar-shaped pattern or its tip is detected, and if the detected color is white or the brightness is equal to or higher than a predetermined value, It is possible to detect visually impaired persons and combine detection using a bar-shaped pattern with detection using color or brightness. Further, the traveling direction of the visually handicapped person may be detected by comparing temporally the moving direction of the white cane by image processing based on the stored image of the motion of the visually handicapped person. Further, in the second embodiment, as a configuration in which the camera is installed on the upper part of the lamppost mounted with the lighting fixtures, and the guidance display unit is installed on the lower pole of the lamppost disposed along the road and the streetlight pole. When the traveling direction of the visually handicapped person is detected, the guidance display unit and the lighting device may be sequentially controlled to be turned on.
1 カメラ部(画像センサ)
2 制御部
3 誘導表示部
31a、31b、31c、31d、31e、31f、31g、32、33 誘導灯(誘導表示部)
4 照明器具
1 Camera unit (image sensor)
2
4 lighting equipment
Claims (4)
前記制御部は、前記画像センサによる検知画像の中から人と判断される画像パターンを認識し、さらに、当該画像パターンから延出する棒状パターンが認識されたとき、前記棒状パターンが延出する方向を視覚障害者が進行する方向であると判断することを特徴とする進行方向判断システム。 A traveling direction determination system having an image sensor and a control unit that determines a traveling direction of a moving body based on a detection result by the image sensor,
The control unit recognizes an image pattern that is determined to be a person from the detection image by the image sensor, and further, when a bar-shaped pattern extending from the image pattern is recognized, a direction in which the bar-shaped pattern extends. Is a direction in which a visually handicapped person travels.
前記制御部は、前記棒状パターンにより視覚障害者を認識したとき、視覚障害者が進行する方向の前記誘導表示部を点灯、又はその光出力を増加させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の進行方向判断システム。 A plurality of guidance display units for guiding and displaying by lighting disposed along the passage;
The said control part lights up the said guidance display part of the direction which a visually impaired person advances, or increases the light output, when a visually impaired person is recognized by the said rod-shaped pattern. 2. The traveling direction determination system according to 2.
前記制御部は、前記棒状パターンにより視覚障害者を認識したとき、前記照明器具の光出力を減少させることを特徴とする請求項3に記載の進行方向判断システム。 Further equipped with a lighting device for pedestrians,
The said control part reduces the light output of the said lighting fixture, when a visually handicapped person is recognized by the said rod-shaped pattern, The advancing direction judgment system of Claim 3 characterized by the above-mentioned.
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